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Nldmos的制造方法

文檔序號:8341146閱讀:767來源:國知局
Nldmos的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造工藝方法,特別是涉及一種NLDMOS的制造 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在同一芯片上同時雙極型晶體管(bipolarjunctiontransistor,BJT),CMOS器 件和DMOS器件的工藝為B⑶工藝,如圖1所示,是現(xiàn)有B⑶工藝中里的開關(guān)型NLDMOS即N 型LDM0S(橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體)的結(jié)構(gòu)示意圖;NLDMOS主要包括:在硅襯底101上 形成N型埋層(NBL) 102和P型埋層(PBL) 103以及深N阱(DNW) 104 ;P型埋層103頂部形 成有高壓P阱(HVPW) 105,高壓P阱105中形成有低壓P阱(LVPW) 107,低壓P阱107頂部 表面形成有P+區(qū),P型埋層103、高壓P阱105,低壓P阱107頂部的P+區(qū)形成隔離結(jié)構(gòu)。
[0003] 低壓N阱(LVNW) 106和P型體區(qū)109形成于深N阱104中,在硅襯底101表面 形成有場氧隔離層108,場氧隔離層108能為局部場氧化層(LOCOS)或淺溝槽隔離氧化層 (STI)〇
[0004] 柵氧化層110和多晶硅柵111覆蓋在P型體區(qū)109的表面并用于控制溝道形成; 多晶硅柵111的側(cè)面形成有側(cè)墻111a。
[0005] 由N+區(qū)組成的源區(qū)112形成于P型體區(qū)109中且和多晶硅柵111自對準,由N+ 區(qū)組成的漏區(qū)113形成于低壓N阱106中,漏區(qū)113和多晶硅柵111之間隔離有一個場氧 隔離層108,多晶硅柵111的一端還延伸到該場氧隔離層108的上方。
[0006] 在P型體區(qū)109表面還形成有P+區(qū)114,用于引出P型體區(qū)109和源區(qū)112。 [0007] 層間膜115覆蓋在器件表面。接觸孔116穿過層間膜115和底部漏區(qū)113、P+區(qū) 114和多晶硅柵111接觸,頂部和正面金屬層117連接并分別引出漏極、源極和柵極。
[0008] NLDMOS作為開關(guān)應(yīng)用時需要具有較小的源漏導(dǎo)通電阻(Rdson)現(xiàn)有NLDMOS的制 造方法包括如下步驟:
[0009] 在硅襯底101上形成N型埋層102和P型埋層103后定義出深N阱104并采用N 型注入加退火推進形成深N阱104 ;之后進行形成場氧隔離層108進行有源區(qū)(AA)定義; 進行高壓P阱105定義并采用注入加推進工藝形成高壓P阱105,進行低壓P阱107定義并 采用注入加推進工藝形成低壓P阱107,進行低壓N阱106定義并采用注入加推進工藝形成 低壓N阱106。
[0010] 之后在硅襯底101的正面形成柵氧化層110和多晶硅柵111。
[0011] 之后進行P型體區(qū)109的制作,如圖2A至圖2B所示,是現(xiàn)有NLDMOS的制造方法 中形成P型體區(qū)的步驟中的器件結(jié)構(gòu)圖;
[0012] 采用光刻工藝形成光刻膠圖形201定義出所述P型體區(qū)109的形成區(qū)域。
[0013] 采用刻蝕工藝依次去除所述P型體區(qū)109的形成區(qū)域的所述多晶硅柵111和所述 柵氧化層110,并將所述深N阱104表面露出。
[0014] 依次進行第一次P型離子注入、第二次P型離子注入并進行快速熱退火推進形成 所述P型體區(qū)109。一般第二次P型離子注入的注入能量小于第一次P型離子注入能量,第 二次P型離子注入的注入劑量大于第一次P型離子注入劑量,注入角度第二次P型離子注 入也大一些。具體工藝條件可以參考如下值:所述第一次P型離子注入的注入雜質(zhì)為硼,注 入能量為150KEV,注入劑量為lE13cm_2,注入角度為0。所述第二次P型離子注入的注入雜 質(zhì)為硼,注入能量為80KEV,注入劑量為3. 3E13cnT2,注入角度為30度。
[0015] 之后光刻刻蝕形成如圖1中所示的由所述柵氧化層110和所述多晶硅柵111疊加 形成的柵極結(jié)構(gòu)。
[0016] 再形成側(cè)墻111a。
[0017] 如圖2B所示,再采用N型重摻雜的源漏離子注入形成源區(qū)112和漏區(qū)113。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種NLDMOS的制造方法,能降低源漏導(dǎo)通電 阻。
[0019] 為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供的NLDMOS的制造方法在硅襯底上形成深N阱, 低壓N阱,場氧隔離層以及在所述硅襯底表面淀積柵介質(zhì)層和多晶硅柵后,包括步驟:
[0020] 步驟一、采用光刻工藝定義出所述P型體區(qū)的形成區(qū)域。
[0021] 步驟二、采用刻蝕工藝依次去除所述P型體區(qū)的形成區(qū)域的所述多晶硅柵和所述 柵介質(zhì)層,并將所述深N阱表面露出。
[0022] 步驟三、依次進行第一次P型離子注入、第二次P型離子注入和第三次N型離子注 入,所述第二次P型離子注入的注入能量小于所述第一次P型離子注入的注入能量,所述第 二次P型離子注入的注入劑量大于所述第一次P型離子注入的注入劑量,所述第三次N型 離子注入的注入能量小于所述第二次P型離子注入的注入能量。
[0023] 步驟四、進行快速熱退火推進,由所述第一次P型離子注入和所述第二次P型離子 注入的P型雜質(zhì)推進后形成所述P型體區(qū),所述P型體區(qū)延伸到所述多晶硅柵底部的區(qū)域 表面用于形成溝道,所述第三次N型離子注入的N型雜質(zhì)推進后在所述P型體區(qū)表面形成 一第一N型區(qū),所述第一N型區(qū)延伸到所述多晶硅柵底部的距離小于所述P型體區(qū)延伸到 所述多晶硅柵底部的距離。
[0024] 步驟五、采用光刻工藝定義出柵極區(qū)域,采用刻蝕工藝將柵極區(qū)域外的所述多晶 硅柵和所述柵介質(zhì)層去除,柵極結(jié)構(gòu)由刻蝕后的所述柵介質(zhì)層和所述多晶硅柵疊加形成。
[0025] 步驟六、在所述柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)面形成側(cè)墻。
[0026] 步驟七、進行N型重摻雜的源漏注入形成源區(qū)和漏區(qū),所述源區(qū)形成于所述P型體 區(qū)中并和所述P型體區(qū)上的所述多晶硅柵側(cè)面的側(cè)墻自對準,所述第一N型區(qū)和所述源區(qū) 相疊加并用于增加所述源區(qū)自對準的所述多晶硅柵側(cè)面的側(cè)墻底部的N型摻雜濃度并降 低導(dǎo)通電阻。
[0027] 進一步的改進是,所述第一次P型離子注入的注入雜質(zhì)為硼,注入能量為 120KEV~180KEV,注入劑量為8E12cnT2~3E13cnT2,注入角度為0度~30度。
[0028] 進一步的改進是,所述第二次P型離子注入的注入雜質(zhì)為硼,注入能量為70KEV~ 90KEV,注入劑量為lE13cnT2~5E13cnT2,注入角度為20度~45度。
[0029] 進一步的改進是,所述第三次N型離子注入的注入雜質(zhì)為砷或磷,注入能量為 50KEV~70KEV,注入劑量為8E12cnT2~2E13cnT2,注入角度為0度~25度。
[0030] 進一步的改進是,步驟六的所述側(cè)墻通過采用LPTEOS工藝淀積1800A~2500A的 氧化硅層再采用全面刻蝕工藝形成;或者,步驟六的所述側(cè)墻通過先形成80A~120A的氧 化硅層再形成800A~1200A的氮化硅層再采用全面刻蝕工藝形成。
[0031] 進一步的改進是,所述柵介質(zhì)層為柵氧化層,厚度為100A~300A;所述多晶硅柵的 厚度為1500A~2000A。
[0032] 進一步的改進是,步驟四中的所述快速熱退火的溫度為1000°C~1150°C,時間為 20秒~40秒。
[0033] 進一步的改進是,在步驟五刻蝕形成所述柵極結(jié)構(gòu)進行一步快速熱氧化處理,所 述快速熱氧化的溫度為1000°c~1150°C,時間為30秒~90秒。
[0034] 進一步的改進是,步驟七的所述源漏注入由3次N型離子注入遞加形成,分別為:
[0035] 第四次N型離子注入,注入雜質(zhì)為磷,注入能量為60KEV~100KEV,注入劑量為 5E13cnT2~9E13cnT2,注入角度為25度~45度;第五次N型離子注入,注入雜質(zhì)為砷,注入 能量為40KEV~70KEV,注入劑量為2E15cnT2~7E15cnT2,注入角度為0度~15度;第六次 N型離子注入,注入雜質(zhì)為磷,注入能量為30KEV~70KEV,注入劑量為lE14cnT2~5E14cm_2, 注入角度為0度~15度。
[0036] 進一步的改進是,所述漏區(qū)形成于一個所述低壓N阱中,所述低壓N阱形成于所述 深N阱中,所述漏區(qū)形成的所述低壓N阱和所述P型體區(qū)相隔一定距離,在所述漏區(qū)和所述 P型體區(qū)之間形成有一個所述場氧隔離層,且所述多晶硅柵延伸到所述漏區(qū)和所述P型體 區(qū)之間的所述場氧隔離層上方。
[0037] 本發(fā)明方法僅通過形成P型體區(qū)時在P型離子注入之后增加一次N型離子注入, N型離子注入形成的第一N型區(qū)疊加到后續(xù)形成的源區(qū)中,相比于現(xiàn)有方法,本發(fā)明方法通 過第一N型區(qū)疊加到源區(qū)后能使源區(qū)側(cè)的多晶硅柵側(cè)墻底部的N型摻雜濃度得到增加,所 以能夠降低NLDMOS的源端的體電阻,從而能降低器件的源漏導(dǎo)通電阻;源漏導(dǎo)通電阻的降 低有利于NLDMOS作為開關(guān)器件的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0038] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明:
[0039] 圖1是現(xiàn)有NLDMOS的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0040] 圖2A-圖2B是現(xiàn)有NLDMOS的制造方法中形成P型體區(qū)的步驟中的器件結(jié)構(gòu)圖;
[0041] 圖3是本發(fā)明實施例方法流程圖;
[0042] 圖4A-圖4B是本發(fā)明實施例方法中形成P型體區(qū)的步驟中的器件結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0043] 如圖3所示,是本發(fā)明實施例方法流程圖;如圖4A至圖4B所示,是本發(fā)明實施例 方法中形成P型體區(qū)的步驟中的器件結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明實施例NLDMOS的制造方法中:
[0044] 首先、在硅襯底101上形成深N阱104,低壓N阱106,場氧隔離層108以及在所述 硅襯底101表面淀積柵介質(zhì)層如柵氧化層110和多晶硅柵111,具體包括:在硅襯底101上 形成N型埋層102和P型埋層103后定義出深N阱104并采用N型注入加退火推進形成深N阱104 ;之后進行形成場氧隔離層108進行有源區(qū)定義,場氧隔離層108能為局部場氧化 層(LOCOS)或淺溝槽隔離氧化層(STI);進行高壓P阱105定義并采用注入加推進工藝形 成高壓P阱105,進行低壓P阱107定義并采用注入加推進工藝形成低壓P阱107,進行低 壓N阱106定義并采用注入加推進工藝形成低壓N阱106。
[0045] 之后在硅襯底101的正面形成柵氧化層110和多晶硅柵111。較佳為,所述柵介質(zhì) 層為柵氧化層,厚度為100
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